[發明專利]由聚合物材料制成的瓶子

有效

• 申請號: 201380023311.3
• 申請日: 2013-04-24
• 公開（公告）號: CN104470814B
• 公開（公告）日: 2018-01-02
• 發明（設計）人: 莫仁諾·巴瑞兒;亞歷山德羅·博爾托盧齊;尼古拉·布魯涅拉
• 申請（專利權）人: PET工程公司
• 主分類號: B65D1/02
• 分類號: B65D1/02
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司11262
• 代理人: 張華卿,鄭霞

本發明涉及一種由聚合物材料制成的瓶子。

具體而言，本發明涉及由PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)制成的瓶子，應理解的是，可以將本發明的原理應用到其它類型的材料，例如PLA(聚交酯)、OPP(定向聚丙烯)、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)等。

通常這些瓶子由圓柱形預制件制成，該圓柱形預制件在合適地加熱之后被引入模具中并且連續地經受拉伸和吹制步驟。

在PET瓶子填充工藝中，還未經填充的瓶子必須具有使得承受因沿著整個生產線的運動而產生的應力的形式。隨后，當瓶子被填充時，它們必須能夠承受托盤化和運輸操作期間出現的應力。

為此，將瓶子設計成具有使得確保最好的可能的機械性能并且避免過度變形的幾何形狀。

然而，機械性能不是必須考慮的唯一因素。

為了實現滿意的機械強度，瓶子的形狀應當非常復雜，相關生產工藝不可能十分簡單。具體而言，型坯吹制操作可能不能確保瓶子特別是底部的區域的足夠的再現度。

換言之，具有對機械應力高阻抗的幾何形狀的瓶子可能太復雜以致不能借助于拉伸和吹制工藝來制作。因此，聚合物瓶子設計者的經驗嘗試實現歸因于瓶子的幾何學、空重量(empty weight)(即，在拉伸和吹制工藝中待分布的材料的量)的容器的剛性與容器的“吹成性(blowability)”之間的合適折衷，理解為用于再現給定的形式同時保持整個瓶子的材料的大約恒定的厚度的能力的意思。

而且，制造商傾向于逐漸降低瓶子的重量，目的在于實現節約材料成本和減小環境影響。

在水容器的情況下，瓶子的低容量值使得甚至更希望實現容器的重量的減少。這已導致形成瓶子的聚合物材料的越來越小的壁厚度降至范圍在0.05mm和0.3mm之間的最小厚度值。

當瓶子填充有液體例如水時，出現了與其抓握相關的問題，即壁在徑向方向和軸向方向的壓縮，當壁的厚度減小時該壓縮甚至更明顯。

為了使瓶子更結實并且更抵抗前述變形，已提出并實施的一個解決方案是接在填充步驟之后且就在加蓋步驟之前在容器的頂部處的空間的內部將呈液態的氮氣添加至瓶子的內容物。氮氣在液體和蓋子之間的真空區(empty space)的內部蒸發并膨脹。因此，瓶子被增壓并且能夠比無氮氣的瓶子承受更大的軸向和徑向負載應力。

當用水或未添加有氣體的其它液體填充具有非常輕的重量且不能確保自身足夠的機械性能的瓶子時，特別應用該技術。

然而，瓶子的增壓在某些情況下產生應力，以致應力使瓶子且特別是其底部過度變形，若底部不足夠結實，則可能向外彎折或彎曲。

底部的向外彎折導致瓶子未放置在其正常支撐區域上而是在底部的中心點上的不穩定性，使瓶子不穩定，在運輸和使用以及由終端使用者抓握方面均有明顯問題。

在現有技術狀態下，存在增壓的其它方法，該增壓使用在氣體飲料的情況下所用的混合的無菌壓縮空氣或二氧化碳來實施。在這些應用的情況下，另外，這些改進和問題與當用氮氣進行填充時所遇到的那些相似。

因此，盡管現有技術已廣泛確定，但是仍然不是沒有缺點。

實際上，迄今，使用憑借于肋狀物增強底部的剛性的常規解決方案來設計瓶子底部的幾何形狀以優化對高內部壓力的結構阻抗，沿著支撐表面突出的肋部的中心具有徑向進展(radial progression)。就此而論，圖1示出了根據現有技術的瓶子的底部。術語“肋狀物”被理解為意味著瓶子的底部的彎曲部(curvature)，該彎曲部形成在縱向方向指向瓶子的內部的突起(protuberance)，以致對觀察者而言它們看起來是凹口。

而且，為了增強對由于用氮氣或其它增壓系統增壓而產生的應力的阻抗，已嘗試增加徑向肋狀物的數量和深度，然而由于結構原因且特別是因為模具操作非常復雜而未實現預期的成功。

內部壓力傾向于使底部變形，使它呈現最接近地(以理論極限值)類似半球體的形式的形式。因此常規肋狀物的延伸線將傾向于呈現位于球體上并且連接底部的最外面的點與底部的中心點的紋的形式。

在常規解決方案中，內部壓力傾向于使底部變形，該底部在垂直于徑向方向的慣性橫截面中僅承受包含瓶子的縱向軸線的徑向平面中所含有的力矩。

因此，本發明的目的是克服現有技術的缺點。

本發明的第一任務是提供一種非常輕且底部非常輕微地(即，以使得確保瓶子當空時和當滿時的穩定地定位的量)向外彎折的瓶子。

第二任務是確保具有上述特征的瓶子還可以通過常見的型坯吹塑法容易地制備。

利用本文所述的瓶子實現了該目的和上述任務。